Orion wylądował! Zakończyła się pierwsza misja księżycowego programu Artemis. W locie Artemis 1 statek załogowy Orion został wysłany na orbitę wokół Księżyca, a teraz powrócił na Ziemię.
Statek Orion bezpiecznie opadł na spadochronach, wodując 11 grudnia o 18:40 czasu polskiego na Oceanie Spokojnym, na zachód od Półwyspu Kalifornijskiego. Tym samym z powodzeniem zakończyła się trwająca 26 dni księżycowa misja Artemis 1. Jej celem było przetestowanie działania statku Orion w warunkach lotu poza bliskie otoczenie Ziemi. Po raz pierwszy zastosowano też superciężką rakietę Space Launch System. Jeżeli wszystkie główne cele misji zostaną zrealizowane, to już w misji Artemis 2 w 2024 roku na pokładzie statku Orion znajdą się ludzie.
Ostatnim dużym testem w ramach tej misji był bezpieczny powrót statku Orion z trajektorii księżycowej i odzyskanie kapsuły po lądowaniu. Osłona termiczna Oriona odpowiadająca za ochronę przed wysokimi temperaturami towarzyszącymi hamowaniu w atmosferze została sprawdzona już w 2014 roku podczas misji z makietą Oriona. Wtedy jednak powrót ten realizowany był z wysokiej orbity okołoziemskiej. Powrót misji Artemis odzwierciedlał już właściwe misje księżycowe.
Udana misja księżycowa
Misja Artemis 1 rozpoczęła się startem statku Orion na rakiecie SLS 16 listopada 2022 roku. Lot w kierunku Księżyca trwał około czterech dni. 21 listopada Orion wykonał manewr Outbound Powered Flyby i wszedł na wstępną orbitę wokół Księżyca. 25 listopada w kolejnym odpaleniu głównego silnika Orion znalazł się na ostatecznej testowanej orbicie wokółksiężycowej DRO (distant retrograde orbit).
Na DRO Orion znajdował się przez sześć dni. Już 26 listopada, podczas jedenastego dnia misji, został pobity jeden z kosmicznych rekordów – Orion przekroczył odległość 400 tysięcy kilometrów od Ziemi i stał się pierwszym w historii statkiem przeznaczonym do lotów załogowych, który znalazł się tak daleko od naszej planety. Wcześniej rekord ten należał do statku misji Apollo 13 – w tamtym jednak przypadku w środku znajdowali się astronauci.
W trakcie lotu w kierunku Księżyca i później na orbitach wokół niego wykonywano testy systemów statku – sprawdzano na przykład działanie systemu nawigacyjnego: efektywność szperaczy gwiazd odpowiadających za określanie położenia statku czy dokładność nawigacji optycznej. Inżynierowie sprawdzili też, jak działa system kontroli termicznej statku w różnych trybach działania.
Orion, Ziemia i Księżyc na jednym zdjęciu z trzynastego dnia misji Artemis 1. Źródło: NASA
Na pokładzie statku rozmaite detektory promieniowania i czujniki środowiska atmosferycznego wewnątrz kapsuły cały czas rejestrowały dane. Ważne były też testy komunikacji ze statkiem. Zespoły naziemne przećwiczyły rozmaite procedury podczas misji. Przede wszystkim wykonano łącznie kilkanaście manewrów orbitalnych i korekcyjnych przy użyciu wszystkich rodzajów silników: głównego silnika OMS-E, silniczków zewnętrznych R4D-11 oraz silniczków kontroli reakcyjnej RCS.
1 grudnia, w szesnastym dniu misji Artemis 1, Orion wykonał manewr zejścia z DRO. Już 5 grudnia statek po raz drugi znalazł się bardzo blisko Księżyca, przelatując około 130 kilometrów nad powierzchnią naszego naturalnego satelity. W trakcie tego zbliżenia główny silnik OMS-E został uruchomiony po raz ostatni, aby skierować Oriona na trajektorię powrotną do Ziemi.
Powrót na Ziemię i lądowanie
6 grudnia Orion opuścił sferę Hilla wokół Księżyca. Od tego momentu to siła grawitacyjna Ziemi działała na niego bardziej niż siła Księżyca. Tego samego dnia statek wykonał niewielki manewr korekcyjny, używając do tego przez niecałe sześć sekund silniczków RCS. Wykonano też przedostatnią inspekcję fotograficzną poszycia statku i stanu osłony termicznej.
Powierzchnia Księżyca widoczna z kamery nawigacyjnej OpNav statku Orion podczas dwudziestego dnia misji. Statek wykonywał wtedy ostatni bliski przelot Księżyca przed powrotem na Ziemię. Źródło: NASA
Podczas powrotu na Ziemię kontynuowano testy rozmaitych systemów w statku. Podczas dwudziestego drugiego dnia misji wykonano drugi eksperyment propellant slosh, który sprawdza wpływ nieważkości na bezwładny ruch paliwa w zbiornikach systemu napędowego, a także kolejną serię testów pracy silniczków RCS w różnych warunkach.
8 grudnia, w dwudziestym trzecim dniu misji, na podstawie prognozy pogody zapadła de, że miejscem lądowania Oriona będzie rejon Oceanu Spokojnego w pobliżu Gwadelupy – dwóch wysp w archipelagu Małych Antyli w Ameryce Środkowej, wchodzących w skład departamentu zamorskiego Francji również noszącego nazwę Gwadelupa. Dzień później, 9 grudnia wcześnie rano według polskiego czasu, statek znalazł się bliżej Ziemi niż Księżyca, czyli pokonał już ponad połowę drogi powrotnej. Zespół odpowiedzialny za odzysk kapsuły skierował się już w planowany region lądowania.
10 grudnia zespół zdążył wykonać ostatnie zaplanowane testy – między innymi badanie termicznego wpływu wyrzutu gazu z silniczków RCS na panele słoneczne. Tego samego dnia został wykonany też przedostatni manewr korekcji trajektorii – zestaw silniczków zewnętrznych uruchomiono na osiem sekund.
Statek Orion i sierp Ziemi, zarejestrowane w dwudziestym piątym dniu misji. Źródło: NASA
11 grudnia, około pięciu godzin przed planowanym lądowaniem, napęd znajdujący się w Europejskim Module Serwisowym ESM został użyty po raz ostatni. Około godziny 18:00, tuż przed początkiem fazy wejścia w atmosferę moduł serwisowy, który służył za napęd, dostarczanie energii elektrycznej, kontrolę termiczną i wiele innych funkcji, został odrzucony.
O 18:20 kapsuła Oriona zaczęła odczuwać pierwsze oznaki szczątkowej ziemskiej atmosfery. Statek wracał na Ziemię po tzw. trajektorii skip-reentry – nie wszedł w atmosferę za pierwszym razem, ale najpierw „odbił się” od niej, trochę jak przy puszczaniu kaczek na wodzie, co pozwoliło wytracić część prędkości. Dopiero drugie opadnięcie w atmosferę było tym ostatecznym. Taki zabieg redukuje przeciążenia odczuwane przez astronautów przy powrocie i zmniejsza oddziaływania wysokiej temperatury na osłonę termiczną podczas hamowania.
Wejście w atmosferę przebiegło prawidłowo. O 18:36 wypuszczony został pierwszy zestaw spadochronów stabilizujących, a minutę i 20 sekund później wyrzucone zostały główne spadochrony. Wodowanie nastąpiło o 18:40.
Orion po wylądowaniu w Oceanie Spokojnym. Źródło: NASA
Zespół podjął kapsułę i wprowadził ją na specjalny statek. Teraz Orion znalazł się w porcie w San Diego, gdzie zostanie przygotowany do dalszej podróży na teren kosmodromu Kennedy Space Center na Florydzie. Tam przejdzie inspekcję i przede wszystkim nastąpi demontaż elementów, które mają być ponownie wykorzystane w pierwszej załogowej misji Artemis 2, planowanej obecnie na 2024 rok.
Na podstawie: NASA
Opracowanie: Rafał Grabiański
Na zdjęciu tytułowym: Opadanie statku Orion na spadochronach, kończące misję Artemis 1. Źródło: NASA
